Szivárog a földmag, ami a felszínre jut

Hirtelen menjünk vissza az időben több mint 4,5 milliárd évet, amikor Földünk a Nap körül keringő anyagokból, eltérő méretű és összetételű szilárd anyagokból bolygóvá formálódott. Meteoritok vizsgálatából ma már tudjuk, hogy utóbbiak egy része főként vasból, míg a másik szilikátokból állt, anyaguk pedig immár a Föld nevű bolygó alkotóelemeként sűrűség szerint rendeződött.

Néhány százmillió év alatt kialakult a Föld vasat és néhány nehezebb elemet tartalmazó magja, körülötte pedig az inkább szilikátokból álló úgynevezett földköpeny, majd a hővesztés hatására lassan a legfelső, szilárd héj, a kőzetburok

– magyarázza Timár Gábor.

Maga a mag két részből áll, a belső a nagyobb nyomás miatt szilárd, míg a külső rétege olvadt, folyékony, amelyben állandó az áramlás. Ez az áramlás tartja fenn egyébként a bolygót körülvevő mágneses mezőt, nélküle nem létezhetne a miénkhez hasonló élet a Föld felszínén a Napból és az űrből érkező, számunkra hosszú távon gyilkos sugárzás miatt. És egy hasonló, de a köpenyben kialakuló áramlásrendszer vezet el a „szivárgáshoz” is.

Közismert, hogy a vulkánokon keresztül a földköpeny olvadt anyaga kerül felszínre. A bazaltvulkánok, mint például az Etna, vagy az óceánközépi hátságok 60 ezer kilométer hosszú lánca pedig nagyobb vastartalmú anyagot juttat a felszínre. És emlékezzünk: a vas a bolygóképződéskor alulra, a magba került, mégis megtaláljuk így a felszínen is. Érdekes kérdés, hogyan jut a majdnem kétszeres sűrűségű anyag felfelé, a köpenybe. A megoldás a már említett áramlások köpenyben, amit elképzelhetünk úgy is, mint amikor levest főzünk.

Fotó: Christoph Burgstedt / Science Photo / CBR / AFP

Ha a láng a fazék alját éri, a forró víz felfelé áramlik (középen bugyog), a felszínen lehűl és a lábos szélénél visszasüllyed. Amennyiben viszont az edény szélét éri a láng, az egész fordítva működik: a szélén emelkedik, és középen bukik le. Ez a hőmérséklet- és sűrűségkülönbségek hatására kialakuló úgynevezett konvekciós áramlás – mint a konvektorban: a meleg víz a kazántól távolodik, míg a hideg víz a kazánba áramlik.

Földünk esetében azért ez jóval lassabban működik, mint a leves vagy a konvektor esetén, az áramlás sebessége centiméter/év nagyságrendű, az elmúlt több mint 4,5 milliárd év nagyjából 25-30 konvekciós körre volt elég a földköpenyben. Bár mag és a köpeny határa elég élesen elválik egymástól, a hőmérséklet nem azonos ezen a határon:

Ahol köpeny-mag határ melegebb, onnan áramlik felfelé a köpeny anyaga, ugyanúgy, mint a leves példáján. A feláramlás pedig felkaphat valamennyit a mag sűrűbb, nehezebb anyagából is

– emeli ki a szakember.

A folyamat teljesen természetes, az átjárás megvan mind a mag és a köpeny, mind pedig a köpeny és a felszín között, így a legkevésbé sem rendkívüli hír, hogy a mag anyaga „szivárog”. És valószínűleg nem is csak 2,5 milliárd éve, ahogy az új kutatás állítja, hanem onnantól kezdve, amikor bolygónk anyaga sűrűség szerint rendeződött.

Kezdetben nyilvánvalóan az ütközések keltette energia keltette hőt, majd a felszín lassan kihűlt, megszilárdult. De még most, nagyjából 4,6 milliárd év elteltével is elég néhány tíz vagy pár száz kilométert a középpont felé haladni, hogy áttörjük a szilárd kőzetburkot és olvadt kőzetet találjunk, ami a Föld méreteit tekintve nem egy elképesztő mélység.

Ennek oka kettős: a kőzetburok, de maga a köpeny is annyira jó hőszigetelő, hogy nem engedi kihűlni az alattuk levő rétegeket, illetve a mélyben található radioaktiv anyagok bomlása is folyamatosan gondoskodik plusz hőről. A két tényező minden bizonnyal együtt járul hozzá a jelenlegi állapothoz, ám továbbra is kérdés, melyik milyen arányban?

Forrás: 24.hu